Реакция среды изученных почв Санкт-Петербурга

Для городских почв характерно повышение значений реакции среды по сравнению с характерными природными почвами данной зоны (Обухов, Лепнева, 1989; Почва, город, экология, 1997; Тыртычная, 2014; Шамилишвили, 2015; Blume, 1989; Hollis, 1991). Это происходит за счет высвобождения карбонатов кальция при воздействии кислых продуктов из строительного мусора, карбонатной щебенки, цементной пыли, кирпича и др. Другая причина возрастания этого показателя связана с поступлением в почву хлоридов кальция и натрия, и других солей, используемых в качестве противогололедных средств.

Кислотно-основные характеристики почвы определяют такие экологические функции почвы как сорбцию различных загрязнителей, их миграционную способность, процессы разрушения и растворения веществ, поступающих в почву, влияет на произрастание растений и на состав микробоценоза.

Повышение реакции среды до близких к нейтральным значениям благоприятно сказывается на произрастании зеленых насаждений, газонных трав, улучшает состав микробного сообщества, повышает активность микроорганизмов, а также способствует связыванию некоторых тяжелых металлов (Почва, город, экология, 1997). Дальнейшее повышение pH уже негативно сказывается на растениях и микроорганизмах. Многие питательные макрои микроэлементы становятся для них недоступными.

Влияние города на кислотно-основные свойства почвы очень велико. В ¾ изученных гумусовых горизонтах почв Санкт-Петербурга значения pH выше, чем в природных почвах (рис. 8). Около четверти изученных гумусовых горизонтов почв Санкт-Петербурга обладают значениями водородного показателя водной вытяжки 6,5 — 7,0, характеризующими нейтральную реакцию среды. Эти значения являются наиболее благоприятными для растений и микроорганизмов. Еще четверть — имеет слабокислую реакцию среды (pH вод = 5,5 — 6,5). Гумусовые горизонты со значениями pH выше 6,5 составляют третью четверть. Эти почвы имеют слабощелочную, щелочную и даже сильнощелочную (1% от всех изученных гумусовых горизонтов) реакцию в верхних горизонтах. И последняя четверть от гумусовых горизонтов имеет наиболее близкие к естественным почвам значения этого показателя. Они характеризуются кислой и сильнокислой реакцией среды.

Рисунок 8. Распределение изученных почв по значению pH вод в органо-минеральном (органогенном горизонте), %

Кислую реакцию среды часто имеют те почвы, в составе верхнего горизонта которых содержится торфяный материал. В изученных почвах со слабокислой и кислой реакцией среды содержание антропогенных включений никогда не превышает 2 -3%. Сильнокислые значения реакции среды характерны только для почв рекреационной зоны. Значения pH в водной и солевой вытяжках по каждому разрезу представлены в приложении 9.

Почвы на газонах, расположенных вдоль дорог, больше всего подвержены подщелачиванию. Всего 12% верхних горизонтов обладают характерными для данной местности значениями pH — кислыми и слабокислыми (приложение 10). Остальные 88% - имеют pH вод от 6,5 и выше (рис. 9). При этом 44% гумусовых горизонтов имеют нейтральную реакцию, а 38% - слабощелочную и щелочную реакцию. А одна почва, расположенная на газоне у Морской набережной (Васильевский остров) в гумусовом горизонте имеет сильнощелочную реакцию среды (pH вод = 8,65). Подщелачивание в почвах, расположенных вдоль дороги идет как за счет включений строительного мусора, содержащего карбонаты кальция, так и за счет противогололедных средств, включающих легкорастворимые соли. Именно поэтому большая часть этих почв подвержена подщелачиванию. Среднее значение pH гумусовых горизонтов изученных почвы, расположенных на газонах вдоль автодорог, составляет 7,04, среднее значение pH в подстилающих горизонтах — 6,85 (приложение 11).

Рекреационная зона характеризуется большим разнообразием показателя pH в гумусовых горизонтах почв. Имеются как сильнокислые значения (парк ЦПКиО им. С.М. Кирова), так и щелочные (сквер между Чкаловским и Левашовским проспектами). При этом сильнокислые значения в почве парка ЦПКиО им. С. М. Кирова скорее всего не обусловлены естественными причинами, а являются приобретенными под влиянием города, поскольку другие свойства данной почвы также сильно отличаются от естественных (содержание углерода органических соединений, фракционно-групповой состав органического вещества, антропогенные включения).

В целом, в рекреационной зоне распределение по значениям pH в гумусовых горизонтах является довольно равномерным.

Почвы жилой зоны также обладают различными значениями pH в гумусовых горизонтах. Больше половины почв, как в старых дворах, так и в новостройках имеют завышенные значения pH. Среднее значение pH вод в гумусовых горизонтах почв новостроек равняется 6,47, в старых дворах — 6,63.

Изученные рекультивационные грунты имеют реакцию среды в диапазоне от кислой до нейтральной. Рекуьтивационный грунт с кислой реакцией среды содержит большое количество торфяного материала, что вероятно и сказывается на значениях, pH. В целом, как и по показателю C_орг, по кислотно-основным свойствам рекультивационные грунты обладают благоприятными для растений значениями.

По данным однофакторного дисперсионного анализа почвы рекреационной зоны значимо различаются от почв газонов, расположенных вдоль дорог, по показателю pH_вод в гумусовых горизонтах. Реакция среды гумусовых горизонтов у почв на газонах, расположенных вдоль автодорог, в целом, выше, чем у почв рекреационной зоны. Также почвы рекреационной зоны по этому показателю отличаются от почв старых дворов, здесь реакция среды также выше, чем у почв рекреационной зоны, но не в такой степени (приложение 11).

Это можно объяснить тем, что на рекреационную зону антропогенный фактор оказывает меньшее влияние. Здесь могут сохраняться естественные почвы. В привнесенных рекультивационных грунтах, которые часто являются материалом верхних горизонтов почв парков, скверов, бульваров, обычно меньше содержится строительного и бытового мусора. В отличие от почв, расположенных у дорог, здесь не происходит или происходит в меньшей степени засоление почв из-за применения противогололедных средств.

Горизонты, лежащие под гумусовыми, также часто обладают высокими значениями pH. По данным однофакторного дисперсионного анализа нижележащие горизонты рекреационной зоны достоверно различаются от нижележащих горизонтов почв газонов, расположенных вдоль автодорог. Такие различия объясняются так же, как и для гумусовых горизонтов.

Таким образом, исследованные почвы Санкт-Петербурга обладают широким диапазоном значений pH в гумусовых горизонтах. В почвах рекреационной зоны наиболее часто обнаруживаются близкие к естественным значения pH. А в почвах, расположенных под газонами вдоль автодорог, напротив, значения этого показателя часто завышены.